基于表型特征的玉米干旱識(shí)別.pdf

1、干旱是影響玉米生產(chǎn)的重要災(zāi)種，創(chuàng)新玉米旱情監(jiān)測(cè)預(yù)警途徑，意義重大。本研究基于玉米表型特征和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)玉米干旱進(jìn)行識(shí)別，以探究玉米干旱識(shí)別新方法，為提高玉米干旱監(jiān)測(cè)識(shí)別水平奠定基礎(chǔ)。本研究利用可見(jiàn)光成像方式采集不同干旱脅迫下的玉米圖像，通過(guò)編程從玉米圖像中提取表型特征變量，以多個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成學(xué)習(xí)的方法構(gòu)建玉米不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的干旱識(shí)別模型，識(shí)別不同程度干旱脅迫下的玉米植株。研究結(jié)果表明:玉米形態(tài)特征是識(shí)別干旱的最有效特征，顏色和紋

2、理特征在玉米生長(zhǎng)中后期是識(shí)別干旱的重要特征。不同程度干旱脅迫下，玉米表型特征差異性明顯，無(wú)旱和特旱脅迫下玉米的表型特征最具獨(dú)特性，因而模型對(duì)玉米無(wú)旱和特旱程度的識(shí)別度高。玉米出苗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄和抽雄-成熟3個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段的干旱識(shí)別模型識(shí)別玉米干旱的準(zhǔn)確率均在90％以上，出苗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄2個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段的模型識(shí)別玉米不同干旱程度的誤差在0.015以下，而抽雄-成熟生長(zhǎng)發(fā)育階段的模型識(shí)別玉米不同干旱程度的誤差相對(duì)較高，在0.02～

3、0.05之間。出苗-拔節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育階段的模型識(shí)別玉米不同干旱程度的精度均在97％以上，拔節(jié)-抽雄生長(zhǎng)發(fā)育階段的模型識(shí)別玉米不同干旱程度的精度在92％～95％之間，抽雄-成熟生長(zhǎng)發(fā)育階段的模型識(shí)別玉米不同干旱程度的訓(xùn)練精度在90％～95％之間，驗(yàn)證精度在88％～95％之間。采用集成學(xué)習(xí)的方法構(gòu)建玉米干旱識(shí)別模型相比傳統(tǒng)的單分類器模型在降低訓(xùn)練誤差、提高準(zhǔn)確率和精度方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低識(shí)別玉米不同干旱程度的差異性。綜合研究結(jié)果可知，